如果晶振停振了,从这四个方面去排查,一定药到病除
晶振在电路板中到底重不重要,行业有句话讲到晶振在电路板相当于起振心脏,晶振在电路板中的重要性就相当于人需要一颗心脏维持跳动,有序的让其它器官稳定工作。晶振也是如此,在线路板中,晶振通常被放置在关键的位置,如芯片或者内存等核心组件附近,晶振产生的时钟信号可以提供稳定的频率和相位,以确保电路中的各个器件能正确的同步工作。所以,一旦当晶振停止了跳动,那么可想而知,眼下最焦头烂额的应该最属硬件工程师了。那么和广瑞泰一起来看看,什么样的情况会让晶振发生停振现象了,我们该如何“对症下药”,才能使其“药到病除”
一,电路设计
⑴,电路匹配不合适,依然会有客户会习惯性地忽略晶振电容的匹配问题,晶振需要一个稳定的谐振电路来工作,如果晶振周围的电容和电阻不合适,会导致谐振电路的频率和阻抗发生变化,从而导致晶振失去稳定性。解决方案:晶振电容的计算方式=CL=((C1 x C2) / (C1 + C2)) + Cs,其中Cs是电路的杂散电容,一般是1~5pF,C1和C2是晶振外接的电容电阻。
⑵,单片机输入端问题:晶振的输出信号需要接入单片机的输入端,如果输入端存在问题,例如接口没有焊接好、接口损坏等,就会导致晶振停振。解决方案:检查电路设计,排查接口外观细节。
二,晶振结构
⑴,晶振晶片污染,晶振在生产时会触碰到金属、尘埃等杂质,这些杂质会影响晶体的振动,从而影响晶振的工作。
⑵,晶体内部结构焊接:晶体电极需要通过焊接连接到晶振的引脚上,如果焊接不良,就会导致晶体和晶振之间的接触不良,从而影响晶振的工作。
⑶,晶体在长时间的使用中会逐渐老化,晶体表面可能会产生氧化、腐蚀等问题,从而影响晶振的工作。
⑷,晶振外观受损,可导致晶振开裂,内部的真空环境失压,频率会产生严重的偏移,此时晶振已经无法正常提供稳定时钟信号了。
解决方案:建议选择一致性良好,性能稳定的大厂品牌,例如日系的NDK晶振,EPSON晶振,KYOCERA京瓷晶振,KDS晶振,ABRACON晶振,ECS晶振,台系的TXC晶振,鸿星晶振等
三,环境因素
⑴、温度变化:晶振有一个重要的参数叫温度偏差,顾名思义是晶振的频率偏差也会由工作温度决定,如果温度的变化使得晶振频率发生严重的漂移,就有可能停止起振。晶振有消费级,工业级,汽车级,军工级的等级之分,选择合适范围应用的晶振可以避免晶振出现严重的频偏
⑵、湿度和气压变化:在一些高海拔或者潮湿环境的地区,其产生的变化也会对晶振的频率有一定的影响,因此,在使用晶振时,需要注意环境湿度和气压的变化,尽量控制环境的稳定性。
⑶、电磁辐射是指电磁波通过空间传播的现象。在电子设备的使用中,会产生大量的电磁辐射。这些电磁波会对晶振的频率稳定性产生影响,甚至可能导致晶振停振。因此,在设计电路时,需要考虑抗干扰能力,并采用相应的电磁辐射防护措施。
⑷、机械振动和震动:机械振动和震动也会对晶振的稳定性产生影响,尤其是在震动环境较为复杂的场合。因此,在选择晶振时,需要考虑晶振的抗振性能,并在实际应用中避免机械振动和震动对晶振的影响。
四,电源和噪声
⑴、在有源晶振应用案例中,电压参数伏特(V)是其一个重要指标,等同于无源晶振的负载电容的重要性,因其自身可以起振,所以选择合适的电源供电。才能让其稳定的工作。
⑵、相位噪声,在一些音频矩阵的应用案例中,相位噪声是一个非常高标准的指标,电源中存在的噪声也会影响晶振的工作,从而导致晶振停振,所以低相噪的有源晶振更有利于电路的稳定工作。